Planéta Saturn je to, z čoho sú prstence vyrobené. Saturnove prstene: Prečo a z čoho sú vyrobené? Vertikálne "hrbolčeky" na krúžkoch

Saturn je jednou z najfascinujúcejších planét pre profesionálnych aj amatérskych astronómov. Táto planéta nás najviac zaujíma kvôli jej charakteristickým prstencom. Hoci ich nemožno vidieť voľným okom, každý môže vidieť tieto pôsobivé prstence aj cez ten najslabší ďalekohľad.

A hoci tento systém útvarov vidíme ako jeden masívny široký prstenec rotujúci na obežnej dráhe planéty, prstencový systém Saturna pozostáva z mnohých rôznych prstencov, ktoré sa navzájom líšia hustotou, hrúbkou a šírkou.

Saturnove prstence, zložené predovšetkým z ľadu a prachu, sú držané na obežnej dráhe zložitými gravitačnými vplyvmi plynného obra a jeho mesiacov, z ktorých niektoré sa skutočne nachádzajú v prstencoch.

Fakty o Saturnových prstencoch sa stávajú ešte živšie a reálnejšie, keď ich sprevádzajú fotografie zhotovené nespočetnými ďalekohľadmi a kozmickými loďami, ktoré okolo nich prelietavajú. Hoci sa ľudstvo od prvého objavu pred štyrmi storočiami naučilo o prstencoch veľa, vedci ich naďalej skúmajú, aby rozšírili svoje znalosti.

Nechajte sa inšpirovať ich krásou a majestátnosťou tým, že si prečítate týchto 25 faktov o Saturnových prstencoch a uvidíte čo najviac úžasných fotografií!

25. V roku 1610 sa slávny astronóm a nepriateľ cirkvi Galileo Galilei stal prvým človekom, ktorý namieril svoj ďalekohľad na Saturn. V blízkosti planéty videl zvláštne, rozmazané tvary. A keďže jeho teleskop nebol dostatočne výkonný, neuvedomil si, že ide o prstence Saturna.

24. Saturnove prstence sú tvorené miliardami ľadových častíc a úlomkov, ktorých veľkosť sa pohybuje od jedného centimetra do desiatich metrov.

23. Voľným okom môžeme vidieť päť planét: Merkúr, Venušu, Mars, Jupiter a Saturn. Aby ste však videli prstence Saturna, budete potrebovať ďalekohľad s najmenej 20-násobným zväčšením.

22. Prstene sú pomenované v abecednom poradí podľa dátumu, kedy boli objavené. Najbližší prstenec k planéte je prstenec D, po ktorom nasledujú prstence C, B, A, F, Janus/Epimetheus, G, Pallene a E.

21. Predpokladá sa, že prstence Saturnu sú pozostatky prechádzajúcich planét (väčšinou), asteroidov alebo rozpadnutých mesiacov - hlavne preto, že 93 % ich hmoty tvorí voda vo forme ľadu s menšími nečistotami.

20. Prvý, kto videl a identifikoval prstence Saturna, bol v roku 1655 holandský astronóm Christiaan Huygens. Potom navrhol, že plynový gigant má jeden tvrdý, tenký a plochý prstenec.

19. Zdrojom hmoty prstenca E – ľadu – je podľa vedcov šiesty satelit Saturnu Enceladus, na povrchu ktorého sú aktívne gejzíry, ktoré vrhajú do vesmíru obrovské prúdy vody. Tento satelit je pre nás veľmi dôležitý, pretože pod jeho povrchom sa údajne nachádza oceán, v ktorom môže existovať život.

18. Každý prstenec obieha okolo Saturna inou rýchlosťou.

17. Saturnove prstence sú najznámejšie v slnečnej sústave, ale prstence má aj ďalší plynný obr Jupiter a ľadoví obri Neptún a Urán.

16. Prstence planéty môžu slúžiť ako akýsi historický záznam, ktorý ukazuje, že cez ne prešli kométy a meteority na ich kolíznom kurze s planétou. Vedci, ktorí študujú prstenec C, objavili v jeho vrstvách vlnky, o ktorých sa domnievajú, že sú spôsobené úlomkami z komét alebo asteroidov.

15. Zatiaľ čo kométa môže zanechať dieru v prstencoch, masívne teleso - vážiace medzi 100 miliónmi a 10 miliardami ton - ktoré sa v roku 1983 zrazilo s prstencami, spôsobilo ich kolísanie. Budú kolísať stovky rokov.

14. Častice v prstencoch Saturnu sa niekedy môžu zhromažďovať vo vertikálnych zhlukoch a vytvárať útvary vysoké viac ako 3 kilometre.

13. Saturn je po Jupiteri druhou najrýchlejšie rotujúcou planétou, ktorá sa otočí okolo vlastnej osi za 10 hodín 34 minút 13 sekúnd. Planéta vďaka svojej rýchlosti naberá na rovníku konvexný tvar (a na póloch viac sploštený), čo ešte viac zdôrazňuje jej prstence.

12. Zdá sa, že úzky prstenec F (hoci sú to v skutočnosti tri úzke prstence), ktorý sa nachádza mimo hlavného systému prstencov Saturnu, má ohyby, zalomenia a zhluky. Vedci predpokladajú, že minisatelity sa môžu zachytiť v štruktúre, čo dáva prstencu skrútený a spletený vzhľad.

11. Aby sa robotická sonda Cassini dostala na obežnú dráhu Saturnu, opatrne preletela medzi prstencami F a G, kým sa stala umelým satelitom planéty.

10. Medzery v prstenci A – Keelerova medzera a Enckeho medzera – majú svoje vlastné malé satelity: Daphnis vo vnútri Keelerovej medzery a Pan vo vnútri Enckeho medzery.

9. Hoci Saturnove prstence vrhajú tieň 280 000 kilometrov do vesmíru, zvyčajne nie sú hrubé viac ako 9 metrov.

8. V prstencoch Saturna boli objavené útvary, ktoré prechádzali cez prstence a vyzerali ako duchovia, ktorých vedci nazývali „lúče“. Prevládajúci vedecký konsenzus je, že ide o elektricky nabité vrstvy drobných prachových častíc, ktoré sa môžu vytvoriť a rozptýliť v priebehu niekoľkých hodín.

Hoci vedci nechápu, čo spôsobuje ich vznik, teórie zahŕňajú meteority zasahujúce prstence alebo lúče elektrónov z bleskov v atmosfére Saturnu, ktoré sú vrhané do prstencov.

7. Druhý najväčší mesiac Saturnu, Rhea, môže mať svoj vlastný prstencový systém. Prstene neboli nikdy predtým objavené okolo Mesiaca a v súčasnosti pre to existujú slabé dôkazy, ale známky spomalenia elektrónov v blízkosti Rhea a prítomnosť ľadu na povrchu Mesiaca (z kruhových ľadových útvarov, ktoré vypadnú z obežnej dráhy) ponechávajú túto otázku nevyriešenú. .

6. Napriek svojej zdanlivej veľkosti sú tieto prstene v skutočnosti celkom ľahké. Najväčší zo 62 mesiacov Saturna, Titan, tvorí viac ako 90 % celkovej hmotnosti satelitov obiehajúcich túto planétu.

5. Cassiniho delenie je prstencová medzera vytvorená medzi hlavnými prstencami B a A, medzera vo vesmíre je 4700 kilometrov.

4. Niektoré satelity Saturna – najmä Pandora a Prometheus – držia najvzdialenejšie častice prstencov, čím bránia tomu, aby sa od nich vzdialili, teda rozptýlili sa vo vesmíre. Takéto satelity sa nazývajú „pastierske“ satelity, pretože sa zdá, že „pasú“ tieto častice.

3. Nedávno astronómovia objavili nový obrovský prstenec okolo Saturnu. Tento prstenec sa nachádza medzi 3,7 a 11,1 miliónmi kilometrov od povrchu planéty a je naklonený o 27 stupňov vzhľadom na rovinu ostatných prstencov. Okrem toho sa jeho rotácia vyskytuje v opačnom smere.

2. Nový prstenec je taký riedky, že keď je vo vnútri, je ťažké si ho všimnúť, aj keď by sa doň zmestila miliarda planét porovnateľných veľkosťou so Zemou. Prstenec bol objavený len nedávno, pretože jeho studené častice (okolo -193 °C) je možné vidieť iba infračerveným ďalekohľadom.

1. Podľa objavov uskutočnených v roku 2014 sa vedci domnievajú, že aspoň niektoré mesiace Saturna sa mohli sformovať na hraniciach jeho prstencov.

Snímky hranice prstenca A ukazujú, čo by mohlo byť sformovaním malého satelitu pod vplyvom gravitácie. Keďže mnohé mesiace Saturnu sú ľadové a ľadové častice sú hlavnými zložkami prstencov, existuje hypotéza, že mesiace boli tvorené vzdialenými prstencami, ktoré existovali v dávnej minulosti.

Saturnove prstence sú najmalebnejším javom v slnečnej sústave.

Kto ako prvý uvidel prstence Saturna?

Prstene Saturna prvýkrát videl taliansky vedec Galileo Galilei v roku 1610, keď namieril ďalekohľad, ktorý vyrobil na Saturn. Svoj dojem vyjadril takto: "Saturn má dve uši." Pomocou silnejšieho ďalekohľadu videl Holanďan Christian Huygens v roku 1655 to, čo Galileo nevidel. Pozoroval nádherné prstence okolo Saturnu zavesené vo vesmíre.

Prstene akoby zavesené na bledožltohnedej planéte sa trblietajú a žiaria v lúčoch vzdialeného Slnka. Rovnako ako Jupiter, aj Saturn je obrovský plynný svet pokrytý vodíkovou atmosférou a ľadovými oblakmi čpavku a vodného ľadu. Povrch planéty je tekutý kov podobný vodíku. Žiariace prstence Saturna sú vyrobené zo zamrznutej vody - ľadu.

Súvisiace materiály:

Hviezdy a súhvezdia

Z čoho sú vyrobené Saturnove prstence?

Pozostávajú z kúskov ľadu rôznych veľkostí – od kociek, ktoré by sa zmestili do pohára nealko nápoja, až po stredne veľké ľadovce. Pri pohľade z diaľky sa zdá, že kusy ľadu tvoria niekoľko širokých prstencov obiehajúcich okolo Saturna rýchlosťou 72 000 kilometrov za hodinu. Pred sondami Voyager 1 a Voyager 2, ktoré skúmali Saturn tak, že okolo neho preleteli zblízka, mnohí vedci verili, že okolo Saturna obiehajú tri alebo štyri ľadové prstence.

Úplne prvé obrázky odoslané kozmickou loďou sa ukázali ako zjavenie. Namiesto niekoľkých prsteňov ich bolo niekoľko tisíc. Tu a tam boli medzi prstencami viditeľné hlboké medzery, ale väčšinou boli prstence umiestnené veľmi blízko seba, ako drážky na kompaktnom disku.

Kamery kozmickej lode Voyager boli príliš ďaleko od prstencov na získanie kvalitných snímok jednotlivých ľadových kryh. Ale z obrázkov je zrejmé, že krúžky sú veľmi tenké: cez ne sú viditeľné hviezdy. Ďalšie prekvapenie. Priehľadné spojenia medzi prstencami sú kusy ľadu s veľkosťou od jedného do deväťdesiat kilometrov v priemere, ktoré sa nazývajú diery. Nezamieňať so skutočnými mesiacmi Saturna. Predpokladá sa, že príťažlivá sila dier spolu s gravitáciou skutočných satelitov Saturnu určuje priestorovú orientáciu prstencov.

Saturn, šiesta planéta od Slnka. Saturnove prstence sú sústavou plochých sústredných útvarov ľadu a prachu nachádzajúcich sa v rovníkovej rovine planéty. Planéta má sedem hlavných prstencov (A, B, C, D, E, F, G) a mnoho malých prstencov.

Objavenie Saturnových prstencov

1610 - Galileo Galilei ako prvý uvidel prstence Saturna svojim ďalekohľadom pri 20-násobnom zväčšení, ale nerozpoznal ich ako prstence.

1655 - Holandský vedec Christian Huygens ako prvý rozpoznal prsteň v zvláštnych výbežkoch, ktoré sprevádzali Saturn. Ale len o 4 roky neskôr, keď sa presvedčil, že má pravdu, povedal zo stránok knihy „Systém Saturn“, že Saturn „je obklopený tenkým plochým prstencom, ktorý sa nikde nedotýka a je naklonený smerom k ekliptike“.

1675 - Riaditeľ parížskeho observatória Giovanni Domenico Cassini objavil vo vnútri prstenca čierny pruh (neskôr by sa to nazývalo „divízia Cassini“). Rozrezala ho na dve časti – začali sa nazývať prstence A a B. Ako prvý navrhol, že prstence pozostávajú z jednotlivých častíc.

Pôvod prsteňov

Teraz sa hypotézy začali objavovať jedna za druhou. Už niekoľko storočí tajomné prstence Saturna neustále priťahujú pozornosť astronómov. Čím pokročilejšie boli ďalekohľady, tým zložitejšia sa zdala štruktúra prstencov. V dnešnej dobe, s pomocou medziplanetárnych sond, ktoré navštívili Saturn, o nich vieme veľa. Okrem tých hlavných už astronómovia napočítali viac ako 100 tisíc jednotlivých prstencov obklopujúcich planétu. Líšia sa chemickým zložením a farbou. Pôvod prsteňov stále vyvoláva veľa otázok. Výskumníci nikdy neprestanú predkladať nové hypotézy vysvetľujúce povahu prstencov.

Hypotézy

V 19. storočí astronóm z Francúzska, Edouard Albert Roche, vyslovil hypotézu, že jeden z mesiacov Saturna sa priblížil k planéte tak blízko, že bol roztrhnutý slapovými silami a jeho úlomky vytvorili prstence, ktoré teraz obklopujú Saturn. Žiadna družica, ktorá prekročila takzvaný „Roche limit“, nemôže prežiť; skôr či neskôr sa rozpadne a vytvorí ďalší prstenec, ktorý sa následne usadí na planéte. Nech je to akokoľvek, prstene sú podľa zástancov tejto hypotézy dočasným javom. Máme to šťastie, že žijeme v dobe, keď je nimi obklopených niekoľko veľkých planét.

Podľa inej hypotézy mohli prstence vzniknúť po zrážke jedného zo Saturnových mesiacov s veľkým meteoritom. Mnohé úlomky, ktoré po zrážke zasypali okolie planéty, sa stali materiálom, z ktorého sa vytvorili prstence. Výpočty ukázali, že ich vek nie je väčší ako 100 miliónov rokov.

Z čoho sú prstene vyrobené?

Teraz vieme, že Saturnove prstence sú z 90 – 95 % tvorené vodným ľadom. Ale nebeské telesá, ktoré by im mohli slúžiť ako materiál, sú minimálne z polovice zložené z rôznych kremičitanov a kovov. Preto by aj prstence Saturna mali obsahovať aspoň niekoľko desiatok percent týchto materiálov. Tento rozpor môžu vyriešiť iba nové hypotézy.

Čo keby sa prstence Saturnu, podobne ako jeho najbližšie satelity, vytvorili v dôsledku rovnakej katastrofy? Túto verziu predložil v roku 2010 americký astrofyzik Robin Kanup. Navrhol, že v dávnej minulosti okolo Saturna obiehala ďalšia družica veľká ako Titan. Jeho jadro pozostávalo z kremičitanov a železa a bolo pokryté silnou ľadovou škrupinou. Keď sa k planéte priblížil na vzdialenosť rovnajúcu sa Rocheovmu limitu, pod vplyvom slapových síl odhodil túto ľadovú škrupinu a tá, ktorá sa postupne rozpadala na menšie a menšie časti, začala krúžiť v blízkosti Saturnu a vytvorila početné prstence. Čo sa týka železno-kamenného jadra satelitu, to sa zrútilo na Saturn.

Podľa výpočtov Saturnove prstence kedysi vážili tisíckrát viac ako teraz. Avšak asteroidy a kométy, ktoré do nich občas narazili, časť materiálu vyradili. Mohli by z nej vzniknúť vnútorné satelity Saturnu – napríklad Tethys. Medzitým kremičitany a kovy obsiahnuté v asteroidoch doplnili materiál prstencov - takto sa objavilo 5-10% nečistôt, ktoré sa tam našli.

Kedy sa vytvorili krúžky?

Táto hypotéza má však, rovnako ako ostatné spomenuté, rovnaké nedostatky. Napríklad po zničení satelitu sa objavia trosky rôznych veľkostí – od ľadových kociek až po ľadové hory tiahnuce sa desiatky kilometrov. V skutočnosti žiadna z ľadových krýh, ktoré tvorili prstence, nemá dĺžku viac ako 10 metrov. Iná vec je, ak sa Saturnove prstence objavili spolu s planétou! Potom by sa v dôsledku silného pôsobenia gravitácie nemohli malé kúsky ľadu zhlukovať ani do hrudiek veľkosti domu. Okrem toho je zničenie satelitu stále nehoda a všetky obrovské planéty sú obklopené prstencami, takže nie je ťažké uveriť v nehodu. Mnoho astronómov verí, že prstence okolo planét vznikli v rovnakom čase ako oni.

Takže tieto prstence sú vyrobené z hmoty, ktorá sa zachovala od vzniku slnečnej sústavy? Okolo Slnka sa vtedy točil obrovský disk plynu a prachu, z ktorého materiálu sa rodili planéty jedna za druhou. Zvyšky vesmírnych príprav – všetky tieto kusy ľadu a zrnká prachu – sa teraz otáčali medzi novovytvorenými planétami a nakoniec sa zrolovali do zhlukov satelitov. Môžu však vzniknúť len v určitej vzdialenosti od planéty, inak sa rýchlo zrútia. V blízkosti obrích planét preto nejaký čas zostali úlomky plynového a prachového disku, ktoré následne vytvorili samostatné prstence.

Kvôli častým vzájomným zrážkam, ako aj vplyvom mocných slapových síl, všetky tieto zrná a hrudky nikdy nevytvorili jediný satelit. Ak je táto verzia správna, materiál prstencov sa neustále dopĺňa hmotou z povrchu satelitov Saturnu - inak by sa prstence mohli vypariť za niekoľko stoviek miliónov rokov.

Detekcia nových krúžkov

Astronómovia medzitým objavujú ďalšie a ďalšie prstence Saturna. Takže pred časom bol zaznamenaný predtým neznámy obrovský prsteň. V zásade sú prstencové systémy obrovských planét dosť malé v porovnaní so samotnými planétami. Podľa astronómov ich polomer nepresahuje 5-10 polomerov planéty. Polomer najväčšieho donedávna známeho prstenca Saturna - prstenca E - teda nepresahoval 10 polomerov Saturna (jeho rovníkový polomer je 60 tisíc km).

Ako ukázali pozorovania, vonkajšie prstence Saturnu sú po zrážkach s mikrometeoritmi neustále vyživované prachom, ktorý poletuje z povrchu jeho satelitov. Z toho pozostáva prstenec, ktorý bol objavený až v roku 2009. Jeho polomer je 100 až 200 polomerov Saturna a je vytvorený z prachu vyvrhnutého z povrchu Phoebe, najvzdialenejšieho a najtmavšieho satelitu planéty. Nový prstenec sa im podarilo odhaliť vďaka infračervenému žiareniu, ktoré z neho vychádza. Na rozdiel od iných prstencov Saturna sa nenachádza v rovníkovej rovine planéty, ale v rovine obežnej dráhy, po ktorej obieha okolo Slnka. Uhol medzi týmito dvoma rovinami je asi 27°.

Hustota tohto prstenca je len 20 častíc na kilometer kubický (!). Podľa astronómky Anne Verbisker z University of Virginia, ktorá viedla výskum, „častice prstenca sú umiestnené tak ďaleko od seba, že keby ste boli v ňom, ani by ste si to hneď nevšimli“. Okrem toho veľkosť častíc často nepresahuje niekoľko mikrometrov.

Zdá sa, že prachové častice, ktoré vyletujú z tohto prstenca, sa usadzujú na povrchu iného satelitu Saturna, Iapetus, ktorý je k nemu otočený. To vysvetľuje zvláštny vzhľad tohto mesiaca. Je prehľadne rozdelená na dve polovice, svetlú a tmavú. Výška prachovej vrstvy pokrývajúcej jednu z jeho strán sa podľa odborníkov pohybuje od 20 centimetrov do niekoľkých metrov.

Za jeden z najúžasnejších javov slnečnej sústavy treba nepochybne považovať prstence Saturna. Hneď po ich objavení mali astronómovia prvú otázku: prečo sú ploché a tenké? Odpoveď hľadali takmer dvestopäťdesiat rokov a nakoniec ju našli, no medzitým sa nahromadili desiatky nových otázok, ktoré sa len ďalej množili, keď sa skúmala planéta a cirkumsolárny priestor... Prstene videné cez ďalekohľad sú úžasné. Čo samozrejme vyvoláva otázku: odkiaľ tieto prstene pochádzajú? A prečo len Saturn?

V rímskej mytológii je Saturn bohom poľnohospodárstva. Spájaný s gréckym bohom Kronom, ktorý bol synom Urána a Gaie a otcom Dia (Jupitera). Koreň anglického slova „saturday“ je Saturn.

Saturn je po Jupiteri druhá najväčšia planéta slnečnej sústavy. Rovnako ako Jupiter je to plynový gigant. Priemer Saturnu je 120 tisíc kilometrov, čo je 10-krát viac ako priemer Zeme. Pri takýchto rozmeroch je hustota Saturnu 8-krát menšia ako hustota Zeme. To vedie k úžasným vlastnostiam tohto obra, ktoré sú však vlastné všetkým plynným obrom. Jeho hmotnosť je 95-krát väčšia ako hmotnosť Zeme a jej objem je 760-krát väčší! Atmosféru Saturnu tvoria oblaky vyrobené z amoniaku. Na povrchu planéty (ak sa to dá povedať o plynnom obrovi) zúria silné hurikány. Sila vetra na rovníku dosahuje na naše pomery fantastických 1800 kilometrov za hodinu!

Saturn je známy už od praveku. Galileo to ako prvý pozoroval ďalekohľadom v roku 1610; napísal si do denníka, že bol veľmi prekvapený jeho zvláštnym vzhľadom. Interpretáciu skorých pozorovaní planéty komplikovala skutočnosť, že Zem prechádza rovinou Saturnových prstencov každých pár rokov, čím sa dramaticky mení vzhľad snímok Saturnu s nízkym rozlíšením. Tak to bolo až do roku 1659, kedy Christiaan Huygens správne vypočítal geometriu prstencov. Saturnove prstence boli jediné v Slnečnej sústave až do roku 1977, kedy boli objavené veľmi slabé prstence okolo Uránu (a o niečo neskôr okolo Jupitera a Neptúna).

Prstene planéty prvýkrát objavil taliansky astronóm Galileo Galilei. Pôvodne sa predpokladalo, že planétu obklopujú oblaky plynu. O niekoľko desaťročí neskôr Huygens s pomocou pokročilejších prístrojov určil, že ide o prsteň. Samozrejme, vtedajší stupeň rozvoja astronómie nám nedovolil podrobnejšie preskúmať štruktúru prstenca. Naozaj, v tom čase sa prsteň zdal jednotný. Až o dve storočia neskôr sa ukázalo, že prstenec v skutočnosti pozostáva z miliónov malých častíc. Následne sa ukázalo, že okolo planéty nie je jeden, ale niekoľko prstencov.

Napokon v minulom storočí navštívili obežnú dráhu Saturna vesmírne sondy Pioneer 2 (1979), Voyager 1 (1980) a Voyager 2 (1981), ktoré pomohli preskúmať záhadné prstence zblízka.

Existujú 3 hlavné prstence, pomenované A, B a C. Sú viditeľné bez väčších problémov zo Zeme. Existujú aj slabšie krúžky - D, E, F. Pri bližšom skúmaní je krúžkov veľmi veľa. Medzi krúžkami sú medzery, kde nie sú žiadne častice. Jedna z medzier, ktorú možno vidieť priemerným ďalekohľadom zo Zeme (medzi prstencami A a B), sa nazýva Cassiniho medzera. Počas jasných nocí môžete dokonca vidieť menej viditeľné praskliny. Vnútorné časti krúžkov sa otáčajú rýchlejšie ako vonkajšie.

Prstenec Saturna je taký široký, že ak by niečo také bolo možné, Neptún alebo Urán by sa po ňom mohli valiť. Alebo oboje naraz. Šírka prstenca je 137 000 km. Prsteň má zároveň hrúbku len niekoľko desiatok metrov.

Všetky krúžky pozostávajú z jednotlivých kusov ľadu rôznych veľkostí: od kúskov prachu až po niekoľko metrov v priemere. Tieto častice sa pohybujú takmer identickými rýchlosťami (asi 10 km/s, ich rýchlosti sú tak dobre vyvážené, že susedné častice sa zdajú byť voči sebe nehybné), niekedy sa navzájom zrážajú. Pod vplyvom satelitov sa prstenec mierne ohýba a prestáva byť plochý: sú viditeľné tiene zo Slnka. Napriek tomu sa častice pomaly pohybujú rôznymi smermi - rýchlosťou 1-2 mm/s.
Vzhľad prsteňov sa z roka na rok líši. Je to spôsobené sklonom roviny prstencov k rovine obežnej dráhy planéty. Rovina prstencov je naklonená k orbitálnej rovine o 26°. Preto ich v priebehu roka vidíme čo najširšie, potom sa ich zdanlivá šírka zmenšuje a asi po 15 rokoch sa zmenia na slabo rozoznateľný znak.

Voyager 1 nám umožnil bližšie sa pozrieť na štruktúru prstencov. Mnoho štrbín, okrem dlho známej Cassiniho medzery, podnietilo vedcov k hypotéze o prítomnosti malých satelitov, ktorých obežné dráhy ležia vo vnútri týchto štrbín, a verilo sa, že takéto satelity akoby zbierali všetky častice na svojej ceste. Voyager 2, ktorý takéto satelity systematicky hľadal, však nič nenašiel. Napriek skutočnosti, že niektorí astronómovia stále očakávajú, že nájdu takúto koexistenciu satelitu a medzery, početné štúdie viedli k záveru, že vinníkmi za vznik mnohých medzier sú skutočne satelity, ale iba tie, ktorých obežné dráhy ležia mimo prstencov. A mechanizmus vzniku trhlín je úplne iný.

Častice aj satelity sa točia okolo Saturna a riadia sa Keplerovými zákonmi, z ktorých najmä vyplýva, že čím ďalej je teleso od stredu, okolo ktorého sa točí, tým dlhšia je doba jeho otáčania. To znamená, že vo vnútri prstencov závisí doba rotácie častíc okolo Saturnu iba od vzdialenosti od planéty. Pre každý satelit existuje prstenec, pre ktorý bude väčšia perióda rotácie satelitu násobkom periódy rotácie častíc nachádzajúcich sa v tomto prstenci. Povedzme, že doba obehu satelitu je takmer presne trikrát dlhšia ako doba obehu častíc. Tento satelit mení pohyb všetkých takýchto častíc v pravidelných intervaloch a nakoniec opustia svoju obežnú dráhu a vytvoria tenkú medzeru, takmer bez častíc. Za každou medzerou je teda vplyv určitého satelitu, ktorého „osobnosť“ sa dá ľahko určiť. Astronómovia tvrdia, že satelit túto medzeru zakrýva. Tu sa ako výraz používa slovo „pastier“ a mesiace, ktoré dohliadajú na medzery v Saturnovom prstenci, sa nazývajú „pastieri“.

Už prvé snímky prstencov prenášané sondou Voyager 1 ukázali mierne farebné variácie v prstencoch, medzeru v prstenci C, prítomnosť hmoty v štiepení Cassini a zmeny v distribúcii a jasnosti hmoty v prstencoch C a B. Najzaujímavejšie detaily na prvých obrázkoch boli „lúče“ sú radiálne tmavé útvary, ktoré pretínajú časti jasného prstenca B. Niekedy boli „lúče“ pozorované niekoľko hodín, hoci vnútorný okraj prstenca na základni „spoke“ " sa otáča okolo planéty vyššou rýchlosťou ako vonkajší okraj v hornej časti "spoke" a tieto útvary by sa museli zrútiť.

Neskôr boli urobené fotografie „lúčov“, keď sa slnečné svetlo rozptýlilo dopredu. Na týchto obrázkoch sú oblasti lúčov svetlé, nie tmavé ako na prvých obrázkoch nasnímaných s rozptýleným svetlom. To naznačovalo, že „lúčové“ oblasti obsahovali veľmi jemné prachové častice. Oblasť, v ktorej sú „lúče“ pozorované, prekrýva prstencovú zónu, ktorá obieha okolo Saturnu rovnakou rýchlosťou ako jeho magnetické pole. To môže podľa niektorých vedcov vysvetľovať stabilitu lúčov napriek rôznym rýchlostiam pohybu častíc. Vedci predpokladali, že v dôsledku interakcie medzi týmito magnátskymi časticami a elektrostatickými silami sa častice môžu koncentrovať v určitých oblastiach alebo stúpať nad rovinu prstencov.

Ak je prstenec nabitý, častice v ňom by sa mali navzájom odpudzovať, ale gravitačné sily ich v prstenci udržia. Pre veľké častice je gravitačná sila väčšia ako odpudivá sila a zostávajú v prstenci, pre malé častice je odpudivá sila väčšia a tie stúpajú nad rovinu prstenca. Predpokladalo sa, že magnetické pole planéty ovplyvňuje nabité malé častice nad prstencom B, „usporiada ich ako železné piliny“ alebo spôsobí, že sa zlepia. Ďalšia hypotéza vysvetľuje existenciu lúčov vlnovými javmi okolo prstenca, ktoré ovplyvňujú malé častice v dráhe vlny. Mechanizmus zodpovedný za náboj krúžku je nejasný. Boli navrhnuté hypotézy, že k tomu dochádza pod vplyvom atmosféry Saturnu alebo vysokoenergetického ultrafialového žiarenia zo Slnka.
Snímky ukázali, že každý z predtým pozorovaných šiestich prstencov Saturna (D, C, B, A, F, E – v poradí narastajúcej vzdialenosti od planéty) pozostáva z veľkého počtu úzkych prstencov. Verilo sa, že po úplnom spracovaní obrázkov dokážu napočítať 500 - 1000 úzkych krúžkov. Niekoľko úzkych prstencov sa našlo aj v divízii Cassini, o ktorej sa predtým predpokladalo, že ide o priestor relatívne bez hmoty.

Z času na čas môžete vidieť efektné divadlo – zrážku dvoch veľkých častíc. Tu sa dva bloky o veľkosti záhradného domčeka začínajú pomaly navzájom dotýkať a presúvajú z povrchu celé záveje sypkého snehu. Mali smolu: vzájomný tlak pri náraze nevydržali a pomaly sa rozpadli. Typická „katastrofa“ pre prstene s rýchlosťou milimeter za sekundu! Dva zvyšky pôvodných telies sa ďalej pohybujú a z nich vyvrhnuté záveje, hrudky a snehový prach sa pomaly rozptyľujú rôznymi smermi a trblietajú sa v lúčoch vzdialeného Slnka. Po niekoľkých dňoch „poškodené“ častice opäť narastú a zachytia a pohltia obrovské množstvo menších snehových gúľ v prstencoch.
Prsteň C je najmenej jasný z troch „klasických“ prstencov (A, B a C). Vraj je tam látka viac rozptýlená. Najjasnejší je prstenec B, kde by hustota hmoty mala byť najvyššia. V prstenci B sú častice umiestnené tak husto, že keď preletíme uprostred, stratíme z dohľadu hviezdy.
Okrem klasických prstencov zobrazujú snímky prenášané sondou Voyager 1 prstenec D najbližšie k planéte. Predpokladá sa, že ho vytvoril materiál, ktorý prenikol cez bariéru, ktorá tvorí vnútorný okraj prstenca C.

Prsteň F, súdiac podľa obrázkov, môže mať trochu eliptický tvar: niektoré časti tohto tenkého prstenca sú umiestnené bližšie k planéte ako iné časti. Zdá sa, že tento prsteň tvoria dva, možno tri, voľne prepletené „pramene“. Pre vedcov je ťažké vysvetliť tento jav. Jednou z hypotéz je, že keďže prstenec F pozostáva z prachových častíc, mohli by získať elektrický náboj zo slnečného svetla alebo častíc pochádzajúcich zo slnka a stať sa miniatúrnymi elektromagnetmi. V tomto prípade ich interakcia s magnetickým poľom Saturnu môže viesť k prepleteniu prstencov. Okolo prstenca F sa našli zhluky látky. Jeden z nich bol taký hustý, že si ho spočiatku mýlili so satelitom. Následná analýza ukázala, že ide o oblasť koncentrácie hmoty s charakteristickou veľkosťou 100 - 200 km.

Pôvod prsteňov

Dlho sa verilo, že sa k Saturnu priblížil neopatrný satelit a jeho prílivové sily ho roztrhali na kusy. Údaje z Voyageru však túto populárnu vieru vyvrátili. Teraz sa zistilo, že prstence Saturna (a tiež iných planét) sú pozostatky obrovského cirkuplanetárneho oblaku dlhého mnoho miliónov kilometrov.
Satelity sa vytvorili z vonkajších oblastí tohto oblaku a vo vnútorných oblastiach bola tvorba satelitov „dokončená“. Keďže rýchlosť vzájomných zrážok sa pri približovaní k planéte zvyšuje, v blízkosti každej planéty sa nachádza oblasť, v ktorej sa častice, ktoré dosiahli určitú veľkosť, začínajú rozpadávať zo vzájomných zrážok. Miliardy rokov kolízií – a 10-metrové častice sa dostali do takého uvoľneného stavu, že sa pri najmenšom náraze rozpadajú rýchlosťou mm/s. Akákoľvek veľká častica prejde celým cyklom od zničenia po obnovu v priebehu niekoľkých dní alebo týždňov.
Táto vzájomná konkurencia, ktorá bráni vzniku veľkých satelitov, so vzdialenosťou od planéty slabne a v určitej vzdialenosti sa časť hmoty mení na satelity a časť je stále v roztrieštenom stave – vo forme prstencov. Mimochodom, prstence počas svojej existencie urobili už bilión revolúcií – oveľa viac ako satelity či planéty na svojich obežných dráhach. Celková hmotnosť ľadových prstencov Saturnu je porovnateľná s hmotnosťou jeho satelitu Mimas, ktorého polomer je 200 km.

Prečo sú prstene ploché? Ich sploštenie je výsledkom konfrontácie dvoch hlavných síl: gravitačnej a odstredivej. Gravitačná príťažlivosť má tendenciu stláčať systém zo všetkých strán a rotácia zabraňuje stláčaniu cez os otáčania, ale nemôže zabrániť jeho splošteniu pozdĺž osi. Toto je pôvod rôznych kozmických diskov vrátane planetárnych prstencov.

Dalo by sa však povedať, že až so Saturnom sa stali akousi „vizitkou“ tejto planéty. Vďaka svojej jasnosti a kráse je Saturn jedinou planétou, ktorá je zobrazená s prstencami, aj keď v skutočnosti ich má aj Saturn, hoci nie také jasné a nápadné ako Saturn.

Kto objavil prstence Saturna

Prstene Saturna prvýkrát videl v roku 1610 veľký astronóm, ktorý vynašiel ďalekohľad, ktorý sa stal skutočným vedeckým pocitom tých čias. Galileo Galilei však nedokázal vysvetliť povahu a pôvod prstencov, od okamihu ich objavenia zostali pre ľudstvo po stáročia záhadou. Áno, zostali však dodnes, keďže podrobný výskum prstencov Saturna, ktorý NASA uskutočnila v 80. rokoch minulého storočia s pomocou kozmických lodí Voyager 1 a Voyager 2, len doplnila záhady.

Z čoho sú vyrobené Saturnove prstence?

Podľa vedcov sa prstence okolo Saturnu skladajú z mnohých asteroidov a zničených satelitov, ktoré boli zničené skôr, ako dosiahli povrch planéty, a doplnili nespočetné množstvo častíc tých istých prstencov.

Veľkosti prstencových častíc sa môžu líšiť od malých kamienkov až po obrovské bloky veľkosti hory. Každý prstenec sa tiež otáča okolo planéty svojou vlastnou rýchlosťou. Zatiaľ neexistuje presná odpoveď na to, od čoho závisí rýchlosť Saturnových prstencov.

Fotografia Saturnových prstencov

Dávame do pozornosti krásne fotografie Saturnových prstencov.

Odkiaľ získava Saturn svoje prstence?

Teraz vo vede existujú dve teórie, ktoré vysvetľujú pôvod Saturnových prstencov. Podľa prvého vznikli v dôsledku havárie veľkého meteoritu alebo neopatrného satelitu. Skazu mohli spôsobiť silné gravitačné vplyvy Saturna, ktoré doslova roztrhali istý nebeský objekt na malé kúsky.

Ale v tejto veci existuje aj iná teória, podľa nej sú prstence pozostatkom veľkého cirkuplanetárneho oblaku. Satelity Saturnu (je ich 62) vznikli z vonkajšej časti tohto oblaku, zatiaľ čo vnútorná časť zostala vo forme kozmického prachu, z ktorého sa dnes skladajú slávne prstence.

Saturnov prstencový systém

Prstene boli pomenované abecedne v poradí, v akom boli objavené. Samotné prstence sú umiestnené pomerne blízko seba, s jedinou výnimkou je takzvaná divízia Kasini, ktorá má medzeru v priestore 4700 km. Toto je najväčšia medzera oddeľujúca krúžok A od krúžku B.

Zaujímavý fakt: prstenec F sa nachádza medzi dvoma satelitmi Saturnu: Prometheus a Pandora, vedci sa domnievajú, že tieto satelity môžu meniť tvar prstencov svojimi gravitačnými vplyvmi.

Koľko prstencov má Saturn?

Ďalej sa pokúsme odpovedať na otázku o počte prstencov Saturna. Astronómovia teraz objavili prstence D, C, B, A, F, G, E, napriek tomu, že najvzdialenejší prstenec E nie je viditeľný pre optické systémy; bol zaznamenaný pomocou zariadení, ktoré reagujú na nabité častice a elektrické polia.

Prstene A, B a C možno nazvať hlavnými prstencami planéty, sú jasne viditeľné cez ďalekohľad. Krúžok A je vonkajší kruh, kruh B je stredný kruh a kruh C je vnútorný kruh. Prstence D, E a F sú slabšie a nie je tak ľahké ich vidieť cez ďalekohľad, zatiaľ čo prstenec E je úplne nemožný.

Ale to nie je všetko, pretože prstence nazývané latinské buky sú veľmi ľubovoľné, pretože pri detailnejšom priblížení uvidíme, že každý zo Saturnových prstencov sa rozpadá na menšie a tie na ešte menšie časti. V dôsledku toho sa počet Saturnových prstencov môže priblížiť k nekonečnu.

Farba Saturnových prstencov

Snímky Saturnových prstencov z kozmickej lode ukazujú, že prstence majú rôzne farby.

Sami to vidíte na obrázku. Keďže prstence žiaria v dôsledku odrazeného slnečného svetla, ich žiarenie by malo mať slnečné spektrum. Ale to za predpokladu, že prstene majú absolútnu odrazivosť. V skutočnosti častice, ktoré tvoria prstence, sú samy o sebe väčšinou tvorené vodným ľadom, s niektorými tmavšími nečistotami vhodenými dovnútra.

Video Saturnove prstene

A na záver zaujímavý populárno-vedecký film o vzhľade prstencov Saturna.